8.1功与功率 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

●功与功率 重力势能 ●动能和动能定理 机械能守恒定律 ●实验：验证机械能守恒定律 8.1功与功率 第八章机械能守恒定律 Tianchenyi 1 2025/4/16 力学中的功 在叉车举高货物的过程中，货物受到一个向 上的力F 的作用，并且在这个力的作用下，向上 移动了一段距离s(图11.1-1),力F 作用的成效 体现在货物被举高了。对于这种情况，物理学中 就说叉车托起货物的力做了功 (work)。 通常而言，如果一个力作用在物体上，物体 在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力 对物体做了功。 2025/4/16 2 图11.1-1 货物在力F 的方向移动距离s 情境导入 一个物体受到力的作用，并在力的 方向上发生一段位移，我们就说这个力 对物体做功。 W =Fl 物体做功的条件：受力，并在这个力 的方向上发生位移。 功 初中阶段： 一个物体受到力的作用，如果在力 的方向上移动一段距离，我们就说这个 力对物体做功。 2025/4/16 3 高中阶段： W=Fs 小车在推力的作用 下向前运动了一段距离 做功 2025/4/16 不做功 做功 4 判断下列情形中有无做功? 搬而未起 不做功 物体在绳子拉力 的作用下升高 提着滑板在 水平路面上前行 当力与位移成一个角度时，该如何计算物体做的功? 方法一：把F分解到位移方向上 2025/4/16 5 方法二： 把L分解到力F 方向上 W=F·LcoSa 2025/4/16 6 当力与位移成一个角度时，该如何计算物体做的功? 结论：力对物体所做的功，等于力的大小，位移的大小，力与位移夹角 的余弦这三者的乘积。即： W=Flcosa 功的国际单位：焦耳(J) 1J等于1N 的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功。 2025/4/16 7 是一样的：F=10N,l=2m。 W甲= Flcosθ=10√3J W乙= Flcosθ=-10√3J W 丙 = Flcosθ=??√3J 2025/4/16 例1: 如图，表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移l, 请分别计 算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移l的大小都 功 功是矢量吗? 8 角θ的大小如图所示。 正负号反映了力对物体发生位移的作用效果 正功：w>0, 表明该力促进了物体的运动，是一种动力做功 (cosα>0, 0°≤α<90° ) 负功：w<0, 表明该力阻碍了物体的运动，是一种阻力做功 (cosα<0, 90°<α≤180° ) 当力与位移垂直时，w=Flcos90°=0, 此时该力不做功 2025/4/16 9 功是标量，但有正负之分 例2: 一个木箱放置在匀加速上升的自动扶梯上，随自动扶梯一起上 升，跟扶梯保持相对静止。木箱所受的重力对木箱做 负 功，木箱 所受的弹力对木箱做 正 功。木箱所受的摩擦力对木箱做 不做 功 。 (选填“正”“负”“不做”) 2025/4/16 10 功 例3: 一位质量为60kg的滑雪运动员从高为10m的斜坡自由下滑。如果运 动员在下滑过程中受到的阻力为50N, 斜坡的倾角为30°,运动员滑至坡 底的过程中，所受的几个力做的功各是多少?这些力做的总功是多少? 重力做功：WG=mgh=6000J 阻力做 功： 总 功： W 总= 5000 J 支持力做功：W=0 2025/4/16 12 功 功 率 ： 力对物体做的功W, 跟完成这些功所用时间t的比值叫功率，表示物体 做功的快慢。 单位：瓦特，简称瓦，符号是W,1W=1J/s,1kW=1000W 物理意义：表示力对物体做功快慢的物理量，是 一个标量。 2025/4/16 13 一物体在力F的作用下以速度V匀速向前运动 由W=Flcos 、 有 v为物体的运动速度，可以是瞬 时速度，也可以是平均速度大小 2025/4/16 14 功率与速度的关系： 瞬时功率：表示在某 一 时刻力对物体做 功的快慢。 平均功率：表示在一段时间内力对物 体做功的平均快慢。 公式：P=Fvcosa 平均功率与瞬时功率： 2025/4/16 15 公式 例4: 质量m=3kg的物体，在水平力F=6N的作用下，在光滑的水平面 上从静止开始运动，运动时间t=3s, 求： (1)F=ma,a=2m/s² ( 1 ) 力F在t=3s 内对物体做的功； ( 2 ) 力F在t=3s 内对物体做功的平均功率； W=FL=54J ( 3 ) 力F在3s末对物体做功的瞬时功率。 (2) (3)v=at=6m/s 2025/4/16 16 P =Fv=36w 注：机器正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率，机器只能在短 暂时内实际功率略大于额定功率，但不允许长时间超过额定功率。 2025/4/16 17 中国●重庆长安汽车股份有限公司制造 VIN:LS5A2DBE1EJ167934 品牌长安牌 型号 SC7151EA5 发动机型号 JL478QCC 发动机排量1499ml 发动机最大净功率80kW 最大允许总质量1510kg 制造年月 2014/10/09 乘坐人数5 额定功率：是指机器正常工作时的最 大 标称值 。 实际功率：是指机器在工作中实际输出白 额定功率与实际功率 功率 2025/4/16 正功 负功 平均功率 瞬时功率 18 W=Flcosa w= W=Fvcosa 功与功率 课堂小结 功 1、 如图，人站在台阶式自动扶梯上，随扶梯匀速向下运动，下列说法正 确的是( B )。 A.人受到的摩擦力做负功 B.人所受的重力做正功 C.人对梯面的压力不做功 D. 梯面对人的支持力做正功 2025/4/16 19 课后练习 2、 已知发动机的额定功率是汽车长时间行驶时所能输出的最大功率。 某型号汽车发动机的额定功率是60kW, 在水平路面上的行驶时所受的阻 力为1800N, 求 ： ( 1 ) 由P=Fv,F=f 得 (1)发动机在额定功率下汽车匀速行驶的速度； (2)假定汽车匀速行驶速度为54Km/h 时受到的阻力不变，此时发动机 输出的实际功率是多少? 2025/4/16 20 (2)v=54km/h=15m/s,P=Fv=fv=27kw 课后练习 请完成书本P₇8页的习题2、4、5! 2025/4/16 21 课后作业 Thank you! 2025/4/16 22 $$